分离工程课件.doc

1. 某裂解气组成如下表所示。 组 分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4H100.1320.37180.30200.0970.0840.01321.000现拟以i-C4H10馏分作吸收剂，从裂解气中回收99%乙烯，原料气处理量为100kmol/h，塔操作压力为4.052Mpa，塔的平均温度按-14计，求：为完成此吸收任务所需最小液气比。操作液气比取为最小液气比1.5倍，试求为完成吸收任务所需理论板数。各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成。塔顶应加入的吸收剂量。解：选乙烯为关键组分，查得在4.052Mpa和-14下各组分的相平衡常数。 组 分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4H10/3.150.720.500.1450.056a.最小液气比的计算在最小液气比下，b.理论板数的计算操作液气比关键组分的吸收因子为理论板数c.各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成由和以及；进行计算结果见表。组 分H2CH4C2H4C2H6C3H6i-C4H100.1320.37180.30200.0970.0840.01321.000Ki/3.150.720.500.1450.056，kmol/h13.237.1830.29.78.41.32A/0.33941.4852.13847.37419.09300.33940.990.9951.0001.00013.224.5610.3020.048500=38.11150.34640.64450.00790.0013d.吸收剂量塔内气体的平均流率为：塔内液体的平均流率为：由，得2. 拟进行吸收的某厂裂解气的组成如下。组分CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i -C5H10n-C5H10n-C6H140.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000当在1.013Mpa压力下，以相对分子质量为220的物质为吸收剂，吸收剂温度为30，而塔中液相平均温度为35。试计算异丁烷（i-C4H10）回收率为0.90时所需理论塔板数以及各组分的回收率。操作液气比为最小液气比的1.07倍，求塔顶尾气的数量和组成。解：选异丁烷为关键组分，查得在1.013Mpa和35下各组分的相平衡常数。a.最小液气比的计算在最小液气比下，b.理论板数的计算操作液气比关键组分的吸收因子为理论板数c.各个组分的回收率和塔顶尾气的数量和组成由和以及；进行计算结果见表。组分CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i -C5H10n-C5H10n-C6H140.7650.0450.0650.0250.0450.0150.0250.0151.000Ki19.04.01.370.590.440.200.150.055,kmol/h76.54.56.52.54.51.52.51.5100.0A0.02990.1420.41460.9631.2912.8403.78710.3270.02990.1420.41460.900.9871.0001.0001.00074.2133.8613.80510.250.058500082.190.9030.0470.0460.0030.0011.000d.吸收剂量塔内气体的平均流率为：塔内液体的平均流率为：由，得3. 某原料气组成如下：组分CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10i-C5H12n-C5H12n-C6H14y0(摩分)0.7650.0450.0350.0250.0450.0150.0250.045先拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式塔吸收塔中进行吸收，平均吸收温度为38，压力为1.013Mpa，如果要求将i-C4H10回收90%。m=0.56试求：为完成此吸收任务所需的最小液气比。操作液气比为最小液气比的1.1倍时，为完成此吸收任务所需理论板数。各组分的吸收分率和离塔尾气的组成。求塔底的吸收液量解：由题意知，i-C4H10为关键组分由P=1.013Mpa，t平=38查得K关=0.56 （P-T-K图）在最小液气比下 N=，A关=中关=0.9=0.56 0.9=0.504.=1.10.504=0.5544所以 理论板数为它组分吸收率公式 ，计算结果如下：组分进料量相平衡常数Ki被吸收量塔顶尾气数量组成CH476.517.40.0320.0322.44874.050.923C2H64.53.750.1480.1480.6683.8340.048C3H83.51.30.4260.4261.4912.0090.025i-C4H102.50.560.990.902.2500.2500.003n-C4H104.50.41.3860.994.4550.0450.0006i-C5H121.50.183.081.001.5000.00.0n-C5H122.50.1443.851.002.5000.00.0n-C6H144.50.0569.91.004.5000.00.0合计100.019.81080.190 以CH4为例： = =V1（CH4）=（1-）VN+1=（1-0.032）76.5=74.05 塔内气体平均流率：Kmol/h塔内液体平均流率：L=由=0.5544；=40.05Kmol/h4. 用烃油吸收含85%乙烷，10%丙烷和5%正丁烷（摩尔百分率）的气体，采用的油气比为1，该塔处理的气体量为100kmol/h操作压力为3大气压，实际板数为20块，板效率为25% 计算：a.平均温度为多少，才能回收90%的丁烷；b.各组份的平衡数；c.吸收因子、吸收率；d.尾气的组成。操作务件下各组分的平衡常数如下：乙烷： K=0.13333t+5.46667丙烷: K=0.06667+1.3333正丁烷:K=0.02857t+0.08571(t的单位为)(1)求平均温度解得t=26.09(2)各组份的平衡常数 K1=0.1333326.09=5.46667=8.945K2=0.0666726.09+1.13333=2.873 K3=0.0285726.09+0.08571=0.831(3)吸收因子、吸收率 以乙烷为例 其他组分的计算结果见表 (4)尾气的组成见表组分 N+1 吸收因子A 吸收率 尾气量 尾气组成乙烷 85 0.112 0.112 75.48 0.915丙烷 10 0.348 0.347 6.53 0.079正丁烷 5 1.203 0.900 0.50 0.006 82.51 1.0005. 某厂裂解气组成（摩尔%）如下：13.2%氢、37.18%甲烷、30.2乙烯、9.7%乙烷、8.4% 丙烯、1.32异丁烷、所用的吸收剂中不含所吸收组分。要求乙烯的回收率达到99%。该吸收塔处理的气体量为100kmo1/h，操作条件下各组分的相平衡常数如下：氢甲烷乙烯乙烷 丙烷 异丁烷3.10.720.520.150.058操作液气化为最小液气比的1.5倍试求: (1) 最小液气化;(2) 所需理论板数;(3) 各组份的吸收因子、吸收率 (4) 塔顶尾气的组成及数量； (5) 塔顶应加入的吸收剂量解：(1)最小液气化 (2)所需理论板数N (3)各组份的吸收因子、吸收率 吸收因子，以甲烷为例：吸收率，以甲烷为例： (4)塔顶尾气的组成及数量（见表）N+1 A N+1 1 y1 H 13.2 0 0 0 13.2 34.68 C10 37.2 3.449 0.34 12.64 24.56 64.48 C2= 30.2 1.485